CN118408652A - 温度传感器 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及传感器技术领域,公开了一种温度传感器,包括基座和基座前端的安装端,所述安装端内形成空腔,空腔的下端通过镂空支架固定设置探头,所述探头的上端伸入至空腔内,下端伸出镂空支架。本发明在不增加传感器长度的前提下,通过在探头外形成介质空间,使探头与被测介质充分接触,增加被测介质的有效热传递,保证探头能够充分快速响应介质温度变化。
Description
技术领域
本发明涉及传感器技术领域,尤其涉及一种温度传感器。
背景技术
在航空航天以及工业应用中,需要使用侵入式温度传感器测量介质温度。在精密测量的场合中,不仅要求传感器精度高,响应快,同时由于安装空间与管道直径的限制,需要传感器尺寸小巧,探头长度短。
参见附图6,传统侵入式温度传感器的感温模块由热敏感元件1、探头2、导热胶3、基座4组成。探头2是中空形零件,热敏感元件1被安装在探头2中,在探头2中灌入导热胶3。
热敏感元件通过热电阻,热电偶感应原理,精确计算得到温度值,传感器可以是被动式温度传感器,主动式温度变送器。
参见附图7,现有的温度传感器在工作时,当管道5中被测介质温度发生变化时,热量通过探头2、导热胶3传递至热敏感元件1,热敏感元件的电阻值随着介质温度的变化而变化,电阻值与被测介质的温度具有很强的相关性。在以下的描述中我们假设被测介质的温度高于外界温度,便于对现象的描述。如果被测介质的温度低于外界温度,则热流量呈反方向,因此不影响本专利的有效性。
从附图7中可以看出,由于基座受外界影响其温度会低于被测介质温度。大量的热量从探头向基座传到,因而影响到热敏感元件的温度何其上升时间,直接影响测量精度。
因此,要想热量更有效地通过探头2传递至导热胶3,并被热敏感元件1检测到,就要将探头2更长地伸入至介质中。该方式增加了热敏感元件和基座的传导长度, 能有效的减少热量损失。该方法会受实际安装空间的限制,比如被测介质的管道直径很小等等。
发明内容
本发明的目的是为了解决上述问题,提供一种温度传感器,通过在探头和基座之间形成介质空间,保证探头能够充分快速响应介质温度变化。
本发明采取的技术方案是:
一种温度传感器,其特征是,包括基座和基座前端的安装端,所述安装端内形成空腔,空腔的下端通过镂空支架固定设置探头,所述探头的上端伸入至空腔内,下端伸出镂空支架。
进一步,所述探头的热敏感元件位于探头下端内部。
进一步,所述空腔的上端设置端盖,所述探头的信号线从端盖上引出。
进一步,所述镂空支架套设于空腔下端内部,中间形成安装孔,安装孔的外侧形成通道。
进一步,所述探头内部通过导热胶将热敏感元件固定,所述导热胶充满探头内部。
进一步,所述安装端设置外螺纹段,安装端与基座之间设置密封圈。
本发明的有益效果是:
(1)在不增加传感器整体长度的基础上,探头和基座形成的空腔能让高温介质进入,从而切断了探头和基座之间的热损失;更进一步,进入空腔的高温介质能够给探头增加热传导面积,提高接近基座的探头温度,这使得探头整体温度能增加更快,提高热敏感元件的温度上升速度,使其更精确地反映介质的温度值;
附图说明
附图1是本发明温度传感器的平面结构示意图;
附图2是附图1的温度传感器的剖视示意图;
附图3是温度传感器的立体结构示意图;
附图4是温度传感器工作时的热量传送示意图;
附图5是新旧方案测量温度的响应曲线图;
附图6是现有技术中的温度传感器剖视示意图;
附图7是现有技术中温度传感器工作时的热量传送示意图。
附图中的标号分别为:
1.热敏感元件; 2.探头;
3.导热胶; 4.基座;
5.管道; 6.安装端;
7.密封圈; 8.空腔;
9.镂空支架; 10.通道。
具体实施方式
下面结合附图对本发明温度传感器的具体实施方式作详细说明。
参见附图1至3,本发明的温度传感器包括基座4和基座4前端的安装端6,安装端6用于将传感器安装于管道5上,安装端6设置外螺纹,与管道5上的螺纹孔匹配。并可在螺纹根部设置密封圈7。
安装端6内形成空腔8,空腔8的下端通过镂空支架9固定设置探头2,探头2的上端伸入至空腔8内,下端伸出镂空支架9。探头2的热敏感元件1位于探头2下端内部。探头2内部通过导热胶3将热敏感元件1固定,导热胶3充满探头2内部。
空腔8的上端延伸至基座4内部,上端设置端盖,探头2的信号线从端盖上引出,再通过基座4上方伸出,与检测设备连接。
镂空支架9套设于空腔8下端内部,中间形成安装孔,安装孔的外侧形成通道10。
参见附图4,在温度传感器安装于管道5上时,探头2的下端部从安装端6伸出于管道5的介质中,由于镂空支架9的结构,介质在流动时,从镂空支架9中进入空腔8,将空腔8内充满介质,介质快速将探头2包围,使探头2快速接收介质的温度变化,热敏感元件1及时感知温度信号,提高了传感器的响应速度和检测精度。
附图4中,介质从镂空支架9进入空腔8后,热量随着介质传递至整个探头2,有效热能包覆住探头2,大大提高测量精度。
参见附图5,经对导热性能进行仿真计算,将现有技术中的温度传感器和本专利的温度传感器,同时从常温放置于温度为100℃的介质中,分别计算两种方案到达60℃(100℃*60%=60℃)的时间,通过计算得知,创新方案的响应时间比成熟方案减少了超过50%。在对响应时间很高的精密测量场合有着非常积极的意义。
以上仅是本发明的优选实施方式,应当指出,对于本技术领域的普通技术人员,在不脱离本发明原理的前提下,还可以做出若干改进和润饰,这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。
Claims (6)
1.一种温度传感器,其特征在于:包括基座和基座前端的安装端,所述安装端内形成空腔,空腔的下端通过镂空支架固定设置探头,所述探头的上端伸入至空腔内,下端伸出镂空支架。
2.根据权利要求1所述的温度传感器,其特征在于:所述探头的热敏感元件位于探头下端内部。
3.根据权利要求1所述的温度传感器,其特征在于:所述空腔的上端设置端盖,所述探头的信号线从端盖上引出。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的温度传感器,其特征在于:所述镂空支架套设于空腔下端内部,中间形成安装孔,安装孔的外侧形成通道。
5.根据权利要求2所述的温度传感器,其特征在于:所述探头内部通过导热胶将热敏感元件固定,所述导热胶充满探头内部。
6.根据权利要求1至3中任一项所述的温度传感器,其特征在于:所述安装端设置外螺纹段,安装端与基座之间设置密封圈。
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
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CN118408652A true CN118408652A (zh) | 2024-07-30 |
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